【应用】Sepmatix 8x平行色谱系统助力药物合成产物筛选色谱柱

简介

实验设备

试剂和材料

实验过程

运行条件 Sepmatix 8x SFC：

• 流动相：A =二氧化碳；B=甲醇

• 色谱柱尺寸：250 x 4.6 mm

• 流速：3ml /min（每根色谱柱）

• 流动相条件：0-0.5 min: 5% B

• 0.5-8.0 min：5-50% B

• 8.0-9.4 min：50% B

• 9.4-9.5 min：50-5% B

• 9.5-10 min：5% B

• 检测：200nm - 600nm 紫外扫描

筛选运行是完全自动开始的。使用流量控制单元将流量设置为每通道3ml /min，并平衡色谱柱。自动进样（V = 5 μL），开始平行筛选（运行时间= 10 min）。背压调节器设置为150 bar，柱箱加热至32°C。添加剂需要提前被添加到改性剂中。

SFC-50 运行条件：

• 流动相：A =二氧化碳；B=甲醇

• 柱尺寸：250 × 10mm

• 流动相条件：等度运行

• 检测：紫外

SFC柱在规定的流速下条件平衡3分钟。使用定量环自动进样，并开始运行。背压调节器设置为150 bar，柱箱加热至40°C。添加剂需要提前被添加到改性剂中。

实验结果

5.1 对乙酰氨基酚

对乙酰氨基酚（Acetaminophen，AA），也被称为扑热息痛，是一种镇痛、解热和非手性药物。它属于非阿片类镇痛药。化学上可以通过对氨基酚（AP）与乙酸酐反应合成，其中N-乙酰化发生（见图1）。为了确定对乙酰氨基酚合成产物纯化的理想选择性，第一步进行了色谱柱筛选（见图1）。

共洗脱发生在二醇相和 2-EP 相。硅胶，CBD，氰基和氨基相没有表现出理想的选择性，因为没有基线分离可以在这里实现。HILIC和PEI相表现出良好的选择性和分辨率，因为分辨率总是高于1.5（见表1）。1.5的分辨率意味着两个峰可以很好地分离。表1 也显示了洗脱顺序。氰基相呈现出相反的洗脱趋势，对氨基酚先被洗脱，对乙酰氨基酚后被洗脱。筛选结果表明，该反应并非 100% 完成，产物中仍存在大量对氨基酚。

表1. SFC 条件下不同筛选柱的分辨率值和洗脱顺序

选择 PEI 色谱柱进行制备纯化，因为它具有最高的分辨率（见图2）。根据筛选得到的色谱图，利用梯度法可以确定 AA 和 AP 洗脱时流动相中甲醇的近似含量。该改性剂含量可作为等度制备方法的指导值。AA 和 AP 洗脱液中改性剂含量在 35-40% 之间。图2（上）为改性剂含量为 40% 时，在制备 PEI 柱上对AA的纯化。AA 和 AP 可以很好地分离。在相同条件下，可采用叠层进样法对 AA 进行自动化纯化（见下图2）。因为只有AA是相关的，所以不收集 AP。

5.2 利多卡因

利多卡因(L)，化学式为2-二乙胺- N -（2,6-二甲基苯基）乙酰胺，是一种用作局部麻醉剂和抗心律失常药物的药物。它起到钠通道阻滞剂的作用。利多卡因可以两步合成（见图3）。在第一步中，2,6 二甲醚(X)的氨基被酰化。在第二步中，中间产物（IP）通过与二甲胺的亲核取代转化为利多卡因。因此，需要两个纯化步骤。色谱柱筛选的结果如 图2 所示。在改性剂甲醇中始终加入 20mm 氨水作为碱性添加剂。

原则上，任何筛选的相都可以用于 IP 的纯化，因为总是可以实现基线分离。氨基相在改性剂含量相对较低的情况下具有最高的分辨率。X 和 IP 的洗脱顺序在每一相中都是恒定的。对于L的纯化，氰基和 CBD 相没有达到基线分离（见表2）。同样，氨基相显示出最高的分辨率。硅胶相是唯一表现出反洗脱趋势的相。否则，L 总是先洗脱。筛选结果表明，不可能每一步都达到 100% 的产率。这是不寻常的合成 IP，因为酸性氯化物是高活性的。据推测，在合成过程中，化学计量学出现了错误，导致 X 的添加过量。

表2. SFC 条件下不同筛选柱的分辨率值和洗脱顺序

选择氨基色谱柱进行制备性纯化，因为它具有最高的分辨率（见图4）。筛选结果表明，X 和 IP 的洗脱量约为 10-19%，L 和 IP 的洗脱量约为 11-19%。图4a 为改性剂 16% 时纯化 IP 的制备性单次进样，图4b 为改性剂 20% 时纯化L的制备性单次进样。在相同的条件下，可以进行叠层进样，分别对 IP 和 L 进行自动纯化（见 图4c 和 图4d）。因为只有 IP 或 L 是相关的，所以不收集反应物。

5.3 乙酰水杨酸

阿司匹林，化学成分为乙酰水杨酸（ASA），是一种众所周知的镇痛和抗炎药。它属于非甾体类抗风湿药。它可以通过水杨酸（SA）与乙酸酐的化学反应合成，并发生酯化反应（见图5）。为了确定乙酰水杨酸纯化的理想选择性，第一步进行了色谱柱筛选（见图5）。

由于 SA 在固定相中的高保留率，在梯度中添加 50% 改性剂 5 分钟的等度分离以促进 SA 的洗脱。HILIC 相只有噪声，ASA 和 SA 没有洗脱。在 PEI 相中，实验条件下只有 ASA 洗脱。除氰基相外，其余相均表现为 ASA 和 SA 的分离。2-EP 阶段显示了潜在运行时间和分辨率方面的最佳结果（参见表3）。筛选色谱图显示 ASA 合成没有达到 100% 产率。

表3. SFC 条件下不同筛选柱的分辨率值和洗脱顺序

选择 2-EP 相进行制备纯化。筛选结果表明，改性剂含量约为 26-40% 时，ASA 和 SA 可被洗脱。图6（上）为改性剂含量为 40% 时，ASA 在 2-EP 制备柱上的纯化结果。在改性剂中加入 0.5% 甲酸，改善 SA 的峰形。SA 在没有甲酸的情况下显示出很强的尾砂。随着甲酸的加入，SA 的尾砂峰值降低。在相同条件下，可以采用叠层进样法对 ASA 进行自动化纯化（见下图6）。因为只有 ASA 是相关的，所以不收集 SA 和其他杂质。

5.4 苯佐卡因

苯佐卡因（BC），化学名称为 4-氨基苯甲酸乙酯，属于局部麻醉剂。以对氨基苯甲酸（PABA）为原料，羧基与乙醇经酸催化酯化反应可合成对氨基苯甲酸（PABA）。硫酸被用作催化剂。进行柱筛选以确定苯佐卡因合成产物纯化的理想选择性（见图7）。

由于PABA在固定相中的高保留率，在梯度中增加了一个在50%改性剂下5分钟的等度步骤。由于酸性，用洗涤步骤除去了硫酸。各固定相的色谱图表明，各固定相均能分离苯佐卡因。在洗脱速度和分辨率上存在较大差异（见表4）。苯佐卡因总是在PABA之前被洗脱。HILIC相和氨基相的分辨率最高，而PABA相的保留率很高，即使改性剂含量达到50%。色谱图也表明酯化反应尚未完成。

表4. SFC 条件下不同筛选柱的分辨率值和洗脱顺序

选择二醇相进行制备纯化。HILIC 相和氨基相要求改性剂含量高，运行时间长。二醇相显示样品的快速洗脱，具有足够高的分辨率。筛选结果表明，改性剂含量约为 30-40% 时，BC 和 PABA 均可洗脱。图8（上）显示了在改性剂含量为 28% 的制备二醇柱上纯化 BC。在相同条件下，可以采用叠层进样法对 BC 进行自动化纯化（见下图8）。因为只有 BC 是相关的，所以不收集 PABA。

5.5 普鲁卡因

普鲁卡因（PC），化学式为4-氨基苯甲酸2-（N，N-二乙胺）乙酯，是一种药物，用作局部麻醉剂。它阻断了依赖电压的钠离子通道，从而导致对疼痛的敏感性降低。普鲁卡因是由4-氨基苯甲酸乙酯（ABE）化学碱催化合成的。这涉及到与2-二乙胺乙醇的酯交换反应。该碱为乙醇酸钠，可由单质钠与乙醇反应生成。进行柱筛选以确定纯化普鲁卡因合成产物的理想选择性（见图9）。

由于 PC 在固定相中的高保留率，在梯度中增加了一个在 50% 改性剂下 5 分钟的等度步骤。原则上，每个固定相对普鲁卡因的纯化都有合适的选择性（见表5）。普鲁卡因在硅胶、PEI和氰基相中具有较高的保留率。由于普鲁卡因的基本性质，在筛选条件下，相应峰的峰形较差。二醇相为强前向，不对称度为0.58；硅胶相为强尾向，不对称度为 2.73。ABE 后每个固定相的 PC 洗脱。

表5. SFC 条件下不同筛选柱的分辨率值和洗脱顺序。

选择 2-EP 相进行制备纯化。硅胶相需要高含量的改性剂，这导致运行时间长，峰形差。2-EP 相显示样品的快速洗脱，具有足够高的分辨率。甲醇改性剂中加入 5% 去离子水和 20mm 氨水作为添加剂。筛选结果表明，改性剂含量为 24 ~ 32% 时， BC 和 PABA 的洗脱效果较好。图10（上）为改性剂含量为 25% 时，PC 在 2-EP 制备柱上的纯化结果。在相同条件下，可采用叠层进样法对 PC 进行自动化纯化（见下图10）。添加剂的加入显著改善了 PC 的峰形。

实验结论